認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的頻譜感知方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知方法和裝置，涉及無線通信領(lǐng)域，用于提高CR系統(tǒng)的性能。本發(fā)明中，中心管理設(shè)備確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)以及目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息，將多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任務(wù)，感知任務(wù)包括對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間信息，將為每個(gè)協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作感知簇中的感知節(jié)點(diǎn)，感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)通知的感知任務(wù)對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。采用本方案可以提高CR系統(tǒng)的性能。
【專利說明】認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的頻譜感知方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的頻譜感知方法和裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 無線電通信頻譜是一種寶貴的自然資源，隨著無線通信技術(shù)的飛快發(fā)展，頻譜資 源貧乏的問題日益嚴(yán)重，為了緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，相關(guān)的部門和機(jī)構(gòu)對(duì)無線通信頻 譜進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和研究，發(fā)現(xiàn)某些頻段(如電視頻段）在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)并未使用或者在大多數(shù) 地域內(nèi)并未使用，而某些頻段則出現(xiàn)了多系統(tǒng)多用戶同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)的情況，即頻譜資源的使用 存在不均衡的現(xiàn)象。認(rèn)知無線電（Cognitive Radio, CR)的概念正是在這種背景下產(chǎn)生的， 其基本思想是：在不對(duì)授權(quán)系統(tǒng)造成干擾的前提下，認(rèn)知無線電系統(tǒng)可以通過監(jiān)測(cè)當(dāng)前無 線環(huán)境的變化來動(dòng)態(tài)機(jī)會(huì)式地接入空白頻段進(jìn)行通信。
[0003] 認(rèn)知無線電的應(yīng)用場(chǎng)景主要分為兩大類，第一類為機(jī)會(huì)式使用授權(quán)系統(tǒng)的頻譜， 如國(guó)際移動(dòng)通信（International Mobile Telecommunications, IMT)系統(tǒng)使用廣播電視系 統(tǒng)的空白頻譜；第二類為多個(gè)感知系統(tǒng)機(jī)會(huì)式使用某個(gè)頻段，該頻段不隸屬于任何一個(gè)系 統(tǒng)，該多個(gè)系統(tǒng)公平的使用某個(gè)頻段，即當(dāng)某個(gè)頻點(diǎn)空閑時(shí)即可使用，或按一定的優(yōu)先級(jí)使 用（非公平式）某個(gè)頻段，即當(dāng)某個(gè)優(yōu)先級(jí)較高的系統(tǒng)使用某個(gè)頻點(diǎn)時(shí)，低優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)則 要退出相應(yīng)頻點(diǎn)的使用。
[0004] 對(duì)于第一類場(chǎng)景，及第二類的非公平式的使用場(chǎng)景，要求保障授權(quán)系統(tǒng)或者高優(yōu) 先級(jí)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)性能，則要求：
[0005] 感知系統(tǒng)準(zhǔn)確判斷出哪些頻段是可用的空白頻段(在這些頻段上引入某感知系統(tǒng) 不會(huì)影響授權(quán)系統(tǒng)或更高優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)的正常工作）；
[0006] 當(dāng)占用頻段不再可用時(shí)，感知系統(tǒng)需要及時(shí)的將這些頻段退讓給授權(quán)系統(tǒng)或更高 優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)。
[0007] 可見，確定空白頻譜是認(rèn)知無線電系統(tǒng)工作的前提，頻譜感知是確定空白頻譜的 重要手段之一。所謂頻譜感知是指通過檢測(cè)目標(biāo)頻譜上授權(quán)系統(tǒng)或更高優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)的信號(hào) 判斷授權(quán)主系統(tǒng)是否占用目標(biāo)頻譜，即判斷目標(biāo)頻譜占用或者空閑。然而由于陰影效應(yīng)、多 徑衰落等特性導(dǎo)致的"隱藏終端"問題，會(huì)導(dǎo)致采用單點(diǎn)感知的認(rèn)知無線電系統(tǒng)干擾授權(quán)用 戶通信，而為了克服該問題，單點(diǎn)感知的認(rèn)知無線電系統(tǒng)需要提高感知時(shí)間或者采用更為 復(fù)雜的感知算法，增加了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。
[0008] 目前認(rèn)知無線電系統(tǒng)中一般考慮采用協(xié)作感知技術(shù)來提高頻譜感知的性能。協(xié)作 感知的基本原理是：利用處在多個(gè)不同地理位置的協(xié)作感知節(jié)點(diǎn)的感知結(jié)果消除單個(gè)節(jié)點(diǎn) 的不利影響，從而提高感知的性能。當(dāng)前執(zhí)行協(xié)作感知的流程一般為如下三步：基站等網(wǎng)絡(luò) 管理設(shè)備配置多個(gè)終端執(zhí)行某個(gè)目標(biāo)頻譜的感知，多個(gè)設(shè)備執(zhí)行頻譜感知，并將本地頻譜 感知結(jié)果上報(bào)給網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備的融合中心按照一定的融合規(guī)則融合處理多 個(gè)終端的本地感知結(jié)果得到最終的協(xié)作頻譜感知判決結(jié)果。
[0009] 協(xié)作感知按照各個(gè)感知節(jié)點(diǎn)上報(bào)或交互的本地檢測(cè)信息的形式與融合中心采用 的融合算法可分為硬判決協(xié)作感知與軟判決協(xié)作感知：
[0010] 硬判決協(xié)作感知中，感知節(jié)點(diǎn)上報(bào)或交互的本地檢測(cè)信息為1比特或者2比特的 本地硬判決結(jié)果，即信道占用（〇)或空閑（1)，或者屬于某個(gè)區(qū)域的結(jié)果，融合中心基于多 個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的本地硬判決結(jié)果進(jìn)行融合。常用的硬判決融合準(zhǔn)則包括與（and)、或（or)和 投票voting等準(zhǔn)則。
[0011] 軟判決協(xié)作感知中，感知節(jié)點(diǎn)上報(bào)或交互的本地檢測(cè)信息為多比特的本地軟判決 結(jié)果，可以為量化的檢測(cè)信息如能量等檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量，融合中心基于多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的本地軟 判決結(jié)果進(jìn)行融合。常用的軟判決融合準(zhǔn)則包括線性協(xié)作（linear cooperation)、似然比 (Likelihood Ratio Detection)等融合準(zhǔn)則。其中常用的線性協(xié)作感知的融合準(zhǔn)則包括最 大比合并（Maximum Ratio Combiner，MRC)、等增益合并（Equal Gain Combining，EGC)、選 擇式合并（Selection Combining)融合規(guī)則等方式。
[0012] 然而根據(jù)當(dāng)前的研究，恰當(dāng)?shù)膮f(xié)作感知的感知節(jié)點(diǎn)的選擇是保證協(xié)作感知性能的 前提。如采用Voting算法時(shí)，當(dāng)感知節(jié)點(diǎn)距離干擾源距離一致時(shí)，感知檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)超 過某一門限值，協(xié)作感知檢測(cè)性能反而會(huì)下降；及當(dāng)采用and算法時(shí)，各協(xié)作感知節(jié)點(diǎn)距離 干擾源距離一致時(shí)，其協(xié)作感知檢測(cè)性能要大于距離不一致的場(chǎng)景。
[0013] 為了實(shí)現(xiàn)感知檢測(cè)，需要感知檢測(cè)設(shè)備(多為基站設(shè)備）掃描備用頻點(diǎn)，考慮到感 知檢測(cè)設(shè)備的帶寬，無法包含整個(gè)檢測(cè)頻段，因此，在感知檢測(cè)時(shí)，多為周期性掃面方式，即 對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的檢測(cè)，需要間隔一定周期后，才能再次檢測(cè)到該頻點(diǎn)。為了避免在檢測(cè)周期內(nèi) 該頻點(diǎn)上出現(xiàn)授權(quán)系統(tǒng)或者更高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)，可以采用的方式是縮小檢測(cè)周期，然而，該 方式顯然會(huì)使當(dāng)前的系統(tǒng)投入較大的感知消耗。同時(shí)，為了提高感知檢測(cè)的準(zhǔn)確度，感知檢 測(cè)的時(shí)間內(nèi)要求CR系統(tǒng)停止在該頻道上的信號(hào)發(fā)送與接收，當(dāng)靜默過于頻繁時(shí)，對(duì)CR系統(tǒng) 的性能也帶來極大的影響。
[0014] 綜上，在感知無線電系統(tǒng)中，通過多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)相互合作提高感知檢測(cè)性能的方 式稱為協(xié)作感知，執(zhí)行協(xié)作感知的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)組成協(xié)作感知節(jié)點(diǎn)集合。如何選擇協(xié)作感 知節(jié)點(diǎn)集合中的節(jié)點(diǎn)，是保證協(xié)作感知性能的重要前提。經(jīng)研究，當(dāng)感知節(jié)點(diǎn)選擇不當(dāng)時(shí)， 不僅不會(huì)提高感知檢測(cè)性能，反倒會(huì)降低協(xié)作感知的性能。此外，在執(zhí)行感知檢測(cè)時(shí)，一般 采用周期檢測(cè)的方式，對(duì)于某個(gè)頻點(diǎn)，需要在一個(gè)周期后才能再次檢測(cè)，為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn) 更高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)，可以通過縮短檢測(cè)周期來實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)檢測(cè)周期過短時(shí)，會(huì)給檢測(cè)設(shè)備 帶來較大的負(fù)擔(dān)，增加了感知檢測(cè)設(shè)備的能量消耗。同時(shí)，為了提高感知檢測(cè)的準(zhǔn)確度，感 知檢測(cè)的時(shí)間內(nèi)要求CR系統(tǒng)停止在該頻道上的信號(hào)發(fā)送與接收，當(dāng)靜默過于頻繁時(shí)，對(duì)CR 系統(tǒng)的性能也帶來極大的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知方法和裝置，用于提高 CR系統(tǒng)的性能。
[0016] 一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知方法，該方法包括：
[0017] 中心管理設(shè)備確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)以及所述目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息；
[0018] 中心管理設(shè)備根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概 率將所述多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至少一個(gè)感知節(jié) 點(diǎn)，并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)；
[0019] 中心管理設(shè)備為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任務(wù)，所述感知任務(wù)包括對(duì)所述目標(biāo)頻 點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間信息；
[0020] 中心管理設(shè)備將為每個(gè)協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作感知簇中 的感知節(jié)點(diǎn)，以指示感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)通知的感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
[0021] 一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知方法，該方法包括：
[0022] 感知節(jié)點(diǎn)接收中心管理設(shè)備通知的感知任務(wù)，所述感知任務(wù)包括對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行 頻譜感知的時(shí)間信息；所述感知節(jié)點(diǎn)為中心管理設(shè)備根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和 預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率，將能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知 簇后其中一個(gè)協(xié)作感知簇中包含的感知節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至少一個(gè)感知節(jié) 點(diǎn)，并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)；所述感知節(jié)點(diǎn)接收到的感知任務(wù)為中 心管理設(shè)備為所述感知節(jié)點(diǎn)所屬的協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)；
[0023] 感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
[0024] 一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知裝置，該裝置包括：
[0025] 信息獲取單元，用于確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)以及所述目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息；
[0026] 協(xié)作感知簇劃分單元，用于根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合 感知檢測(cè)概率將所述多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至少一 個(gè)感知節(jié)點(diǎn)，并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)；
[0027] 感知任務(wù)分配單元，用于為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任務(wù)，所述感知任務(wù)包括對(duì) 所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間信息；
[0028] 任務(wù)通知單元，用于將為每個(gè)協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作感知 簇中的感知節(jié)點(diǎn)，以指示感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)通知的感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
[0029] 一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知裝置，該裝置包括：
[0030] 感知任務(wù)接收單元，用于接收中心管理設(shè)備通知的感知任務(wù)，所述感知任務(wù)包括 對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間信息；所述感知節(jié)點(diǎn)為中心管理設(shè)備根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的 地理位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率，將能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分 為多個(gè)協(xié)作感知簇后其中一個(gè)協(xié)作感知簇中包含的感知節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)協(xié)作感知簇中包含 至少一個(gè)感知節(jié)點(diǎn)，并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)；所述感知節(jié)點(diǎn)接收到 的感知任務(wù)為中心管理設(shè)備為所述感知節(jié)點(diǎn)所屬的協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)；
[0031] 頻譜感知單元，用于根據(jù)所述感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例提供的方案中，中心管理設(shè)備確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié) 點(diǎn)以及目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息，根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和預(yù)先設(shè) 定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率將多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至 少一個(gè)感知節(jié)點(diǎn)，并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)；中心管理設(shè)備為每個(gè)協(xié) 作感知簇分配感知任務(wù)，感知任務(wù)包括對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間信息，中心管理設(shè) 備將為每個(gè)協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作感知簇中的感知節(jié)點(diǎn)，感知節(jié)點(diǎn) 根據(jù)通知的感知任務(wù)對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。可見，本方案中，通過將能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn) 的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，將感知任務(wù)動(dòng)態(tài)分配在多個(gè)協(xié)作感知簇，從而可 以避免某一感知節(jié)點(diǎn)及其下轄區(qū)域由于頻繁執(zhí)行感知任務(wù)而頻繁靜默，進(jìn)而提高CR系統(tǒng) 的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的方法流程示意圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一方法流程示意圖；
[0035] 圖3a為本發(fā)明實(shí)施例一的整體流程示意圖；
[0036] 圖3b為本發(fā)明實(shí)施例一的協(xié)作感知簇劃分流程示意圖；
[0037] 圖3c為本發(fā)明實(shí)施例一的感知任務(wù)與檢測(cè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；
[0038] 圖3d為本發(fā)明實(shí)施例一的以簇群為單位執(zhí)行感知任務(wù)的示意圖；
[0039] 圖3e為本發(fā)明實(shí)施例一的以簇為單位執(zhí)行感知任務(wù)的示意圖；
[0040] 圖4a為本發(fā)明實(shí)施例二的信息交互流程示意圖；
[0041] 圖4b為本發(fā)明實(shí)施例二的感知任務(wù)分配示意圖；
[0042] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044] 為了提高CR系統(tǒng)的性能，本發(fā)明實(shí)施例提供一種CR系統(tǒng)中的頻譜感知方法。
[0045] 參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的針對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的CR系統(tǒng)中的頻譜感知方法，包括以 下步驟：
[0046] 步驟10 :中心管理設(shè)備確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)以及目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息；
[0047] 步驟11 :中心管理設(shè)備根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢 測(cè)概率將多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至少一個(gè)感知節(jié) 點(diǎn)，并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)；
[0048] 步驟12 :中心管理設(shè)備為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任務(wù)，感知任務(wù)包括對(duì)目標(biāo)頻 點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間信息；為了使感知任務(wù)分配均衡，在為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任 務(wù)時(shí)，可以使每個(gè)協(xié)作感知簇不在所有的需要進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間段進(jìn)行頻譜感知；所謂 頻譜感知是指通過檢測(cè)目標(biāo)頻點(diǎn)上授權(quán)系統(tǒng)或更高優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)的信號(hào)判斷授權(quán)主系統(tǒng)或 更高優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)是否占用目標(biāo)頻點(diǎn)，即判斷目標(biāo)頻點(diǎn)被占用或者空閑。
[0049] 步驟13 :中心管理設(shè)備將為每個(gè)協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作 感知簇中的感知節(jié)點(diǎn)，以指示感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)通知的感知任務(wù)對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
[0050] 具體的，步驟10中，中心管理設(shè)備確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)以及目 標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息，具體實(shí)現(xiàn)可以如下：
[0051] 中心管理設(shè)備根據(jù)存儲(chǔ)的各感知節(jié)點(diǎn)的射頻能力信息，從各感知節(jié)點(diǎn)中選取能夠 感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)；
[0052] 中心管理設(shè)備從授權(quán)系統(tǒng)地理位置信息庫中獲取所述目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng) 的地理位置信息。
[0053] 步驟11中，中心管理設(shè)備根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知 檢測(cè)概率將多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，具體實(shí)現(xiàn)可以如下 ：
[0054] A、中心管理設(shè)備按照如下方法劃分包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇：確定能夠 感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)中與授權(quán)系統(tǒng)的距離不大于預(yù)設(shè)距離值的感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)目 為

【權(quán)利要求】
1. 一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知方法，其特征在于，該方法包括： 中心管理設(shè)備確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)以及所述目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的授權(quán) 系統(tǒng)的地理位置信息； 中心管理設(shè)備根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率將 所述多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至少一個(gè)感知節(jié)點(diǎn)，并 且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)； 中心管理設(shè)備為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任務(wù)，所述感知任務(wù)包括對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn) 行頻譜感知的時(shí)間信息； 中心管理設(shè)備將為每個(gè)協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作感知簇中的感 知節(jié)點(diǎn)，以指示感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)通知的感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心管理設(shè)備確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn) 的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)以及所述目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息，具體包括： 中心管理設(shè)備根據(jù)存儲(chǔ)的各感知節(jié)點(diǎn)的射頻能力信息，從各感知節(jié)點(diǎn)中選取能夠感知 目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)； 中心管理設(shè)備從授權(quán)系統(tǒng)地理位置信息庫中獲取所述目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng)的地 理位置信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心管理設(shè)備根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的地 理位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率將所述多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇， 具體包括： A、中心管理設(shè)備按照如下方法劃分包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇：確定所述能夠感 知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)中與所述授權(quán)系統(tǒng)的距離不大于預(yù)設(shè)距離值的感知節(jié)點(diǎn)的數(shù) 目為驗(yàn) < ,若
，則劃分出Num_X個(gè)包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié) 作感知簇，每個(gè)包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇中的感知節(jié)點(diǎn)為與所述授權(quán)系統(tǒng)的距離不 大于預(yù)設(shè)距離值的感知節(jié)點(diǎn)；否則，確定無法劃分出包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇；其 中，
Num_i為包含i個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇的數(shù) 目；X的初始值為1 ;所述預(yù)設(shè)距離值與預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率和當(dāng)前X的取值相 關(guān)；
則將X的取值加1，返回步驟A，否則，本流程結(jié) 束；其中Num_node_total為所述能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，確定所述預(yù)設(shè)距離值的方法包括： 中心管理設(shè)備讀取預(yù)先設(shè)定的感知節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)與最遠(yuǎn)距離要求關(guān)系對(duì)照表，該對(duì)照表中 包含多條映射關(guān)系，每個(gè)映射關(guān)系為聯(lián)合感知檢測(cè)概率和感知節(jié)點(diǎn)數(shù)目與距離授權(quán)系統(tǒng)最 遠(yuǎn)距尚值的映射關(guān)系； 中心管理設(shè)備從所述對(duì)照表中查找預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率和當(dāng)前X的取值對(duì) 應(yīng)的距離授權(quán)系統(tǒng)最遠(yuǎn)距離值，將查找到的距離授權(quán)系統(tǒng)最遠(yuǎn)距離值確定為預(yù)設(shè)距離值。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心管理設(shè)備為每個(gè)協(xié)作感知簇分配 感知任務(wù)，具體包括： 中心管理設(shè)備將所述多個(gè)協(xié)作感知簇劃分為至少一個(gè)協(xié)作感知簇群，每個(gè)協(xié)作感知簇 群中的協(xié)作感知簇包含的感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)目相同；為每個(gè)協(xié)作感知簇群分別分配感知任務(wù)， 每個(gè)協(xié)作感知簇群中的協(xié)作感知簇執(zhí)行為對(duì)應(yīng)協(xié)作感知簇群分配的感知任務(wù)；或者， 中心管理設(shè)備分別為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任務(wù)。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述時(shí)間信息包括：檢測(cè)周期和檢 測(cè)時(shí)間段信息； 所述檢測(cè)周期表示對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知所在的時(shí)間周期，所述檢測(cè)時(shí)間段信 息表示在所述檢測(cè)周期內(nèi)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間段。
7. 如權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，在中心管理設(shè)備將為每個(gè)協(xié)作感 知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作感知簇中的感知節(jié)點(diǎn)之后，進(jìn)一步包括： 中心管理設(shè)備接收感知節(jié)點(diǎn)上報(bào)的對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的感知結(jié)果；對(duì)接收 到的感知結(jié)果進(jìn)行融合處理，得到所述授權(quán)系統(tǒng)是否占用所述目標(biāo)頻點(diǎn)的判決結(jié)果，并將 該判決結(jié)果發(fā)送系統(tǒng)中的各節(jié)點(diǎn)。
8. -種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知方法，其特征在于，該方法包括： 感知節(jié)點(diǎn)接收中心管理設(shè)備通知的感知任務(wù)，所述感知任務(wù)包括對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜 感知的時(shí)間信息；所述感知節(jié)點(diǎn)為中心管理設(shè)備根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和預(yù)先 設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率，將能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇后 其中一個(gè)協(xié)作感知簇中包含的感知節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至少一個(gè)感知節(jié)點(diǎn)， 并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)；所述感知節(jié)點(diǎn)接收到的感知任務(wù)為中心管 理設(shè)備為所述感知節(jié)點(diǎn)所屬的協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)； 感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述時(shí)間信息包括：檢測(cè)周期和檢測(cè)時(shí)間段 信息；所述檢測(cè)周期表示對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知所在的時(shí)間周期，所述檢測(cè)時(shí)間段 信息表示在所述檢測(cè)周期內(nèi)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間段； 所述感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知，具體包括： 感知節(jié)點(diǎn)在所述檢測(cè)周期的所述檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，在感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述感知任務(wù)對(duì)所述 目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知之后，進(jìn)一步包括： 感知節(jié)點(diǎn)將對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的感知結(jié)果上報(bào)給中心管理設(shè)備； 感知節(jié)點(diǎn)接收中心管理設(shè)備下發(fā)的所述授權(quán)系統(tǒng)是否占用所述目標(biāo)頻點(diǎn)的判決結(jié)果。
11. 一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知裝置，其特征在于，該裝置包括： 信息獲取單元，用于確定能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)以及所述目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息； 協(xié)作感知簇劃分單元，用于根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知 檢測(cè)概率將所述多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)協(xié)作感知簇，每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至少一個(gè)感 知節(jié)點(diǎn)，并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)； 感知任務(wù)分配單元，用于為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任務(wù)，所述感知任務(wù)包括對(duì)所述 目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間信息； 任務(wù)通知單元，用于將為每個(gè)協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作感知簇中 的感知節(jié)點(diǎn)，以指示感知節(jié)點(diǎn)根據(jù)通知的感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述信息獲取單元用于： 根據(jù)存儲(chǔ)的各感知節(jié)點(diǎn)的射頻能力信息，從各感知節(jié)點(diǎn)中選取能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多 個(gè)感知節(jié)點(diǎn)； 從授權(quán)系統(tǒng)地理位置信息庫中獲取所述目標(biāo)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的授權(quán)系統(tǒng)的地理位置信息。
13. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述協(xié)作感知簇劃分單元用于執(zhí)行如下 步驟： A、按照如下方法劃分包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇：確定所述能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的 多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)中與所述授權(quán)系統(tǒng)的距離不大于預(yù)設(shè)距離值的感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)目為 若
，則劃分出Num_X個(gè)包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇， 每個(gè)包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇中的感知節(jié)點(diǎn)為與所述授權(quán)系統(tǒng)的距離不大于預(yù) 設(shè)距離值的感知節(jié)點(diǎn)；否則，確定無法劃分出包含X個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇；其中，
Num_i為包含i個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作感知簇的數(shù)目；X 的初始值為1 ;所述預(yù)設(shè)距離值與預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率和當(dāng)前X的取值相關(guān)； 則將X的取值加1，返回步驟A，否則，本流程結(jié)
5 束；其中Num_node_total為所述能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述協(xié)作感知簇劃分單元用于：按照如下 方法確定所述預(yù)設(shè)距離值： 讀取預(yù)先設(shè)定的感知節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)與最遠(yuǎn)距離要求關(guān)系對(duì)照表，該對(duì)照表中包含多條映射 關(guān)系，每個(gè)映射關(guān)系為聯(lián)合感知檢測(cè)概率和感知節(jié)點(diǎn)數(shù)目與距離授權(quán)系統(tǒng)最遠(yuǎn)距離值的映 身寸關(guān)系； 從所述對(duì)照表中查找預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率和當(dāng)前X的取值對(duì)應(yīng)的距離授權(quán) 系統(tǒng)最遠(yuǎn)距離值，將查找到的距離授權(quán)系統(tǒng)最遠(yuǎn)距離值確定為預(yù)設(shè)距離值。
15. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述感知任務(wù)分配單元用于： 將所述多個(gè)協(xié)作感知簇劃分為至少一個(gè)協(xié)作感知簇群，每個(gè)協(xié)作感知簇群中的協(xié)作感 知簇包含的感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)目相同；為每個(gè)協(xié)作感知簇群分別分配感知任務(wù)，每個(gè)協(xié)作感知 簇群中的協(xié)作感知簇執(zhí)行為對(duì)應(yīng)協(xié)作感知簇群分配的感知任務(wù)；或者， 分別為每個(gè)協(xié)作感知簇分配感知任務(wù)。
16. 如權(quán)利要求11-15中任一所述的裝置，其特征在于，所述時(shí)間信息包括：檢測(cè)周期 和檢測(cè)時(shí)間段信息； 所述檢測(cè)周期表示對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知所在的時(shí)間周期，所述檢測(cè)時(shí)間段信 息表示在所述檢測(cè)周期內(nèi)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間段。
17. 如權(quán)利要求11-15中任一所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括： 數(shù)據(jù)處理單元，用于在將為每個(gè)協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)通知給對(duì)應(yīng)的協(xié)作感知簇 中的感知節(jié)點(diǎn)之后，接收感知節(jié)點(diǎn)上報(bào)的對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的感知結(jié)果；對(duì)接 收到的感知結(jié)果進(jìn)行融合處理，得到所述授權(quán)系統(tǒng)是否占用所述目標(biāo)頻點(diǎn)的判決結(jié)果，并 將該判決結(jié)果發(fā)送系統(tǒng)中的各節(jié)點(diǎn)。
18. -種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)中的頻譜感知裝置，其特征在于，該裝置包括： 感知任務(wù)接收單元，用于接收中心管理設(shè)備通知的感知任務(wù)，所述感知任務(wù)包括對(duì)目 標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間信息；所述感知節(jié)點(diǎn)為中心管理設(shè)備根據(jù)所述授權(quán)系統(tǒng)的地理 位置信息和預(yù)先設(shè)定的聯(lián)合感知檢測(cè)概率，將能夠感知目標(biāo)頻點(diǎn)的多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)劃分為多 個(gè)協(xié)作感知簇后其中一個(gè)協(xié)作感知簇中包含的感知節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)協(xié)作感知簇中包含至少 一個(gè)感知節(jié)點(diǎn)，并且不同協(xié)作感知簇中不包含重復(fù)的感知節(jié)點(diǎn)；所述感知節(jié)點(diǎn)接收到的感 知任務(wù)為中心管理設(shè)備為所述感知節(jié)點(diǎn)所屬的協(xié)作感知簇分配的感知任務(wù)； 頻譜感知單元，用于根據(jù)所述感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知。
19. 如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述頻譜感知單元用于： 在所述時(shí)間信息包括：檢測(cè)周期和檢測(cè)時(shí)間段信息，所述檢測(cè)周期表示對(duì)所述目標(biāo)頻 點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知所在的時(shí)間周期，所述檢測(cè)時(shí)間段信息表示在所述檢測(cè)周期內(nèi)對(duì)所述目標(biāo) 頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的時(shí)間段時(shí)，在所述檢測(cè)周期的所述檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行 頻譜感知。
20. 如權(quán)利要求18或19所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括： 結(jié)果獲取單元，用于在根據(jù)所述感知任務(wù)對(duì)所述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知之后，將對(duì)所 述目標(biāo)頻點(diǎn)進(jìn)行頻譜感知的感知結(jié)果上報(bào)給中心管理設(shè)備； 接收中心管理設(shè)備下發(fā)的所述授權(quán)系統(tǒng)是否占用所述目標(biāo)頻點(diǎn)的判決結(jié)果。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK104243056SQ201310253098
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】李媛媛, 蔣成鋼, 白文嶺, 楊宇, 胡金玲 申請(qǐng)人:電信科學(xué)技術(shù)研究院